JPH08265651A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH08265651A JPH08265651A JP7066426A JP6642695A JPH08265651A JP H08265651 A JPH08265651 A JP H08265651A JP 7066426 A JP7066426 A JP 7066426A JP 6642695 A JP6642695 A JP 6642695A JP H08265651 A JPH08265651 A JP H08265651A
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- signal
- image
- shutter control
- circuit
- image signal
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/57—Control of the dynamic range
- H04N25/58—Control of the dynamic range involving two or more exposures
- H04N25/587—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired sequentially, e.g. using the combination of odd and even image fields
- H04N25/589—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired sequentially, e.g. using the combination of odd and even image fields with different integration times, e.g. short and long exposures
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１
は、信号電荷蓄積時間を異ならせて得た二つの画像信号
を垂直転送部３と二つの水平転送部４及び５を介して読
み出し、フィールド毎に全画素分の上記画像信号を出力
する。シャッタ制御回路１０は、全画素読み出し型ＣＣ
Ｄイメージセンサ１の信号電荷蓄積時間を異ならせる。
合成回路７は、上記二つの画像信号を合成する。 【効果】 入射光に対する出力のレベルを大幅に圧縮し
て、入射光に対するダイナミックレンジを広くとること
ができる。また、レベル圧縮率を容易に制御でき、かつ
標準時のＣＣＤ電荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を
実現する。
は、信号電荷蓄積時間を異ならせて得た二つの画像信号
を垂直転送部３と二つの水平転送部４及び５を介して読
み出し、フィールド毎に全画素分の上記画像信号を出力
する。シャッタ制御回路１０は、全画素読み出し型ＣＣ
Ｄイメージセンサ１の信号電荷蓄積時間を異ならせる。
合成回路７は、上記二つの画像信号を合成する。 【効果】 入射光に対する出力のレベルを大幅に圧縮し
て、入射光に対するダイナミックレンジを広くとること
ができる。また、レベル圧縮率を容易に制御でき、かつ
標準時のＣＣＤ電荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を
実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤイメージセンサ
等の固体撮像素子を用いても実質的にダイナミックレン
ジが広くとれる撮像装置に関する。
等の固体撮像素子を用いても実質的にダイナミックレン
ジが広くとれる撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】撮像装置は、カメラ一体型ビデオテープ
レコーダ（以下、ＶＴＲという。）やスチルビデオカメ
ラ等のビデオカメラ部として広く使われている。このビ
デオカメラ部用の撮像装置には、ＣＣＤイメージセンサ
等の固体撮像素子が用いられるようになった。
レコーダ（以下、ＶＴＲという。）やスチルビデオカメ
ラ等のビデオカメラ部として広く使われている。このビ
デオカメラ部用の撮像装置には、ＣＣＤイメージセンサ
等の固体撮像素子が用いられるようになった。
【０００３】この固体撮像素子は、例えば銀塩写真シス
テムに比較してダイナミックレンジが狭い。このため、
逆光時などの撮影時には再生画像上で輝度レベルが著し
く高くなったり、低くなったりする。
テムに比較してダイナミックレンジが狭い。このため、
逆光時などの撮影時には再生画像上で輝度レベルが著し
く高くなったり、低くなったりする。
【０００４】このような場合、従来の撮像装置では、主
被写体に対する露光量が適正になるように絞りを調節し
ていた。しかし、絞りを調節するだけでは、主被写体に
対応する適正な再生画像が得られたとしても、背景など
においては、依然としていわゆる白とびなどが発生して
しまうので、背景画像は白一色の画像になってしまう。
被写体に対する露光量が適正になるように絞りを調節し
ていた。しかし、絞りを調節するだけでは、主被写体に
対応する適正な再生画像が得られたとしても、背景など
においては、依然としていわゆる白とびなどが発生して
しまうので、背景画像は白一色の画像になってしまう。
【０００５】このため、従来は、ニー処理（ｋｎｅｅ）
により、図１６に示すように、標準光に対する出力を約
１．０ＶP-Pの範囲内にレベル圧縮していた。すなわ
ち、従来の固体撮像素子を用いた撮像装置では、図１６
の横軸に示す入射光が多くなると、縦軸に示した映像出
力レベルが線形に増加してしまい、約１．０ＶP-P内の
範囲を越えた出力が存在してしまい画像が白一色になっ
てしまうので、破線で示すようなニー処理によるレベル
圧縮を行っていた。入射光に対する出力のレベルを圧縮
して、入射光に対するダイナミックレンジを広くとるこ
とが考えられる。このニー処理によりレベル圧縮された
画像信号は、標準光に対して最大４〜５倍程度のダイナ
ミックレンジとなる。
により、図１６に示すように、標準光に対する出力を約
１．０ＶP-Pの範囲内にレベル圧縮していた。すなわ
ち、従来の固体撮像素子を用いた撮像装置では、図１６
の横軸に示す入射光が多くなると、縦軸に示した映像出
力レベルが線形に増加してしまい、約１．０ＶP-P内の
範囲を越えた出力が存在してしまい画像が白一色になっ
てしまうので、破線で示すようなニー処理によるレベル
圧縮を行っていた。入射光に対する出力のレベルを圧縮
して、入射光に対するダイナミックレンジを広くとるこ
とが考えられる。このニー処理によりレベル圧縮された
画像信号は、標準光に対して最大４〜５倍程度のダイナ
ミックレンジとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
ビデオカメラ分野でも高品質の画像が望まれ、広いダイ
ナミックレンジが必要とされるようになり、上記ニー処
理による標準光を越えた出力のレベル圧縮によるダイナ
ミックレンジの拡張だけでは、不充分となってきた。
ビデオカメラ分野でも高品質の画像が望まれ、広いダイ
ナミックレンジが必要とされるようになり、上記ニー処
理による標準光を越えた出力のレベル圧縮によるダイナ
ミックレンジの拡張だけでは、不充分となってきた。
【０００７】また、特殊効果画像の用途も広がってお
り、上記レベル圧縮を容易に制御することが望まれてき
た。
り、上記レベル圧縮を容易に制御することが望まれてき
た。
【０００８】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、入射光に対する出力のレベルを大幅に圧縮し
て、入射光に対するダイナミックレンジを広くできると
共に、圧縮比を容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ電
荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を可能とする撮像装
置の提供を目的とする。
であり、入射光に対する出力のレベルを大幅に圧縮し
て、入射光に対するダイナミックレンジを広くできると
共に、圧縮比を容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ電
荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を可能とする撮像装
置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、上記課題を解決するために、信号電荷蓄積時間を異
ならせて得た二つの画像信号を垂直転送部と二つの水平
転送部を介して読み出し、フィールド毎に全画素分の上
記画像信号を出力する固体撮像手段と、上記固体撮像手
段の上記信号電荷蓄積時間を異ならせるシャッタ制御手
段と、上記シャッタ制御手段によって上記信号電荷蓄積
時間を異ならせて得た二つの画像信号を合成する合成手
段とを備える。
は、上記課題を解決するために、信号電荷蓄積時間を異
ならせて得た二つの画像信号を垂直転送部と二つの水平
転送部を介して読み出し、フィールド毎に全画素分の上
記画像信号を出力する固体撮像手段と、上記固体撮像手
段の上記信号電荷蓄積時間を異ならせるシャッタ制御手
段と、上記シャッタ制御手段によって上記信号電荷蓄積
時間を異ならせて得た二つの画像信号を合成する合成手
段とを備える。
【００１０】また、本発明に係る撮像装置は、上記課題
を解決するために、入射光を二つに分ける分光手段と、
上記分光手段からの分光の一方から標準画像信号を得る
第１の固体撮像手段と、上記分光手段からの分光の他方
に対して電子シャッタ制御に応じた信号電荷蓄積時間短
縮処理を施し、圧縮画像信号を得る第２の固体撮像手段
と上記第１の固体撮像手段の標準画像信号と上記第２の
固体撮像手段の圧縮画像信号とを合成する合成手段とを
備える。
を解決するために、入射光を二つに分ける分光手段と、
上記分光手段からの分光の一方から標準画像信号を得る
第１の固体撮像手段と、上記分光手段からの分光の他方
に対して電子シャッタ制御に応じた信号電荷蓄積時間短
縮処理を施し、圧縮画像信号を得る第２の固体撮像手段
と上記第１の固体撮像手段の標準画像信号と上記第２の
固体撮像手段の圧縮画像信号とを合成する合成手段とを
備える。
【００１１】
【作用】本発明に係る撮像装置は、標準露光の画像信号
と、電子シャッタ制御に応じて信号電荷蓄積時間が短縮
された圧縮画像信号を合成するので、入射光に対する出
力のレベル圧縮率を従来に比べて大幅に上昇できる。
と、電子シャッタ制御に応じて信号電荷蓄積時間が短縮
された圧縮画像信号を合成するので、入射光に対する出
力のレベル圧縮率を従来に比べて大幅に上昇できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る撮像装置のいくつかの実
施例について図面を参照しながら説明する。
施例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】先ず、第１の実施例は、図１に示すよう
に、信号電荷蓄積時間を異ならせて得た二つの画像信号
を垂直転送部３と二つの水平転送部４及び５を介して読
み出し、フィールド毎に全画素分の上記画像信号を出力
する全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１と、この
全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１の上記信号電
荷蓄積時間を異ならせるシャッタ制御回路１０と、この
シャッタ制御回路１０によって上記信号電荷蓄積時間を
異ならせて得た二つの画像信号を合成する合成回路７と
を備えて成る撮像装置である。
に、信号電荷蓄積時間を異ならせて得た二つの画像信号
を垂直転送部３と二つの水平転送部４及び５を介して読
み出し、フィールド毎に全画素分の上記画像信号を出力
する全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１と、この
全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１の上記信号電
荷蓄積時間を異ならせるシャッタ制御回路１０と、この
シャッタ制御回路１０によって上記信号電荷蓄積時間を
異ならせて得た二つの画像信号を合成する合成回路７と
を備えて成る撮像装置である。
【００１４】全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１
は、図２に示すように、マトリクス状に受光素子２ａと
受光素子２ｂを配置し、受光部２を形成している。受光
素子２ａは、１フレームを形成する２フィールドの内の
奇数（以下、ＯＤＤという。）フィールドライン用であ
り、受光素子２ｂは、偶数（以下、ＥＶＥＮという。）
フィールドライン用である。各受光素子２ａ及び２ｂ
は、例えばフォトダイオードからなる。
は、図２に示すように、マトリクス状に受光素子２ａと
受光素子２ｂを配置し、受光部２を形成している。受光
素子２ａは、１フレームを形成する２フィールドの内の
奇数（以下、ＯＤＤという。）フィールドライン用であ
り、受光素子２ｂは、偶数（以下、ＥＶＥＮという。）
フィールドライン用である。各受光素子２ａ及び２ｂ
は、例えばフォトダイオードからなる。
【００１５】受光素子２ａ及び２ｂが交互に配置された
垂直方向には、垂直転送部３が形成される。この垂直転
送部３は、受光素子２ａからの画像信号を転送するため
の転送電極Ｖ5と、受光素子２ｂからの画像信号を転送
するための転送電極Ｖ2とを含めた例えば計６つの転送
電極Ｖ1，Ｖ2，・・・Ｖ6からなる転送電極部Ｖmを各受
光素子２ａ又は２ｂの数だけ有している。
垂直方向には、垂直転送部３が形成される。この垂直転
送部３は、受光素子２ａからの画像信号を転送するため
の転送電極Ｖ5と、受光素子２ｂからの画像信号を転送
するための転送電極Ｖ2とを含めた例えば計６つの転送
電極Ｖ1，Ｖ2，・・・Ｖ6からなる転送電極部Ｖmを各受
光素子２ａ又は２ｂの数だけ有している。
【００１６】また、この全画素読み出し型ＣＣＤイメー
ジセンサ１は、水平に画像信号を転送する２本の水平転
送部４及び５を備える。水平転送部４及び５は、受光素
子２ｂから読み出されるＯＤＤフィールドラインの画像
信号と、受光素子２ａから読み出されるＥＶＥＮフィー
ルドラインの画像信号とを１／６０秒おきに交互に水平
方向に転送する。
ジセンサ１は、水平に画像信号を転送する２本の水平転
送部４及び５を備える。水平転送部４及び５は、受光素
子２ｂから読み出されるＯＤＤフィールドラインの画像
信号と、受光素子２ａから読み出されるＥＶＥＮフィー
ルドラインの画像信号とを１／６０秒おきに交互に水平
方向に転送する。
【００１７】水平転送部４から転送された１／６０秒お
きに交互に変わるＯＤＤフィールドライン又はＥＶＥＮ
フィールドラインの画像信号は、相関二重サンプリング
（Correlation doubule sampling：以下、ＣＤＳとい
う。）処理回路６に供給され、ノイズ成分が除去され
る。ＣＤＳ処理回路６の出力であるＣＤＳ画像信号ＳＩ
Ｇ1は、合成回路７に供給される。
きに交互に変わるＯＤＤフィールドライン又はＥＶＥＮ
フィールドラインの画像信号は、相関二重サンプリング
（Correlation doubule sampling：以下、ＣＤＳとい
う。）処理回路６に供給され、ノイズ成分が除去され
る。ＣＤＳ処理回路６の出力であるＣＤＳ画像信号ＳＩ
Ｇ1は、合成回路７に供給される。
【００１８】水平転送部５から転送された１／６０秒お
きに交互に変わるＯＤＤフィールドライン又はＥＶＥＮ
フィールドラインの画像信号は、ＣＤＳ処理回路７に供
給され、誤差分が除去される。ＣＤＳ処理回路８の出力
であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2は、フィールドバッファ
メモリ９及びシャッタ制御回路１０に供給される。
きに交互に変わるＯＤＤフィールドライン又はＥＶＥＮ
フィールドラインの画像信号は、ＣＤＳ処理回路７に供
給され、誤差分が除去される。ＣＤＳ処理回路８の出力
であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2は、フィールドバッファ
メモリ９及びシャッタ制御回路１０に供給される。
【００１９】シャッタ制御回路１０は、全画素読み出し
型ＣＣＤイメージセンサ１の信号電荷蓄積時間を電子シ
ャッタ機能を用いて制御する。具体的には、シャッタ制
御をオフにして標準の電荷蓄積時間による標準画像信号
を得、シャッタ制御をオンにして電荷蓄積時間を短縮し
圧縮画像信号を得る。このため、ＣＤＳ処理回路６から
出力されるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1は、標準露光のＯＤ
Ｄフィールド成分ＳＩＧ1Oと短縮電荷蓄積時間のＥＶＥ
フィールド成分ｓｉｇ1Eに分けられている。また、ＣＤ
Ｓ処理回路８から出力されるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ
2は、標準露光のＥＶＥＮフィールド成分ＳＩＧ2Eと短
縮電荷蓄積時間のＯＤＤフィールド成分ｓｉｇ2Oに分け
られている。
型ＣＣＤイメージセンサ１の信号電荷蓄積時間を電子シ
ャッタ機能を用いて制御する。具体的には、シャッタ制
御をオフにして標準の電荷蓄積時間による標準画像信号
を得、シャッタ制御をオンにして電荷蓄積時間を短縮し
圧縮画像信号を得る。このため、ＣＤＳ処理回路６から
出力されるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1は、標準露光のＯＤ
Ｄフィールド成分ＳＩＧ1Oと短縮電荷蓄積時間のＥＶＥ
フィールド成分ｓｉｇ1Eに分けられている。また、ＣＤ
Ｓ処理回路８から出力されるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ
2は、標準露光のＥＶＥＮフィールド成分ＳＩＧ2Eと短
縮電荷蓄積時間のＯＤＤフィールド成分ｓｉｇ2Oに分け
られている。
【００２０】フィールドバッファメモリ９は、ＣＤＳ処
理回路８の上記ＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2を後述する書き
込み、又は読み出しパルスに応じて書き込み、又は読み
出す。
理回路８の上記ＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2を後述する書き
込み、又は読み出しパルスに応じて書き込み、又は読み
出す。
【００２１】合成回路７は、ＣＤＳ処理回路６の出力で
あるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1とフィールドバファメモリ
９のバッファ出力であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2’を合
成し、信号処理回路１１に合成画像信号ＳＩＧ3を供給
する。
あるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1とフィールドバファメモリ
９のバッファ出力であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2’を合
成し、信号処理回路１１に合成画像信号ＳＩＧ3を供給
する。
【００２２】信号処理回路１１は、信号発生回路１４か
らの垂直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤに応じて
合成回路７の合成信号ＳＩＧ3にエンコーダ処理を施
し、映像信号ＳＩＧ4を取り出す。信号処理回路１１の
処理出力である映像信号ＳＩＧ4は、出力ドライバー１
２を介して出力端子１３から導出される。
らの垂直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤに応じて
合成回路７の合成信号ＳＩＧ3にエンコーダ処理を施
し、映像信号ＳＩＧ4を取り出す。信号処理回路１１の
処理出力である映像信号ＳＩＧ4は、出力ドライバー１
２を介して出力端子１３から導出される。
【００２３】信号発生回路１４の垂直同期パルスＶＤと
水平同期パルスＨＤは、タイミング信号発生回路１５に
も供給される。タイミング信号発生回路１５は、上記垂
直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤから全画素読み
出し型ＣＣＤイメージセンサ１の読み出しパルスＲＰを
生成し、ＣＣＤドライバ１６を介して該全画素読み出し
型ＣＣＤイメージセンサ１に供給する。
水平同期パルスＨＤは、タイミング信号発生回路１５に
も供給される。タイミング信号発生回路１５は、上記垂
直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤから全画素読み
出し型ＣＣＤイメージセンサ１の読み出しパルスＲＰを
生成し、ＣＣＤドライバ１６を介して該全画素読み出し
型ＣＣＤイメージセンサ１に供給する。
【００２４】以上が、第１の実施例の基本的な構成であ
る。次に、この第１の実施例の動作について図３を参照
しながら説明する。
る。次に、この第１の実施例の動作について図３を参照
しながら説明する。
【００２５】図３において、垂直同期パルス信号ＶＤ
は、フィールド周波数（ＮＴＳＣ方式では６０Ｈｚ、Ｐ
ＡＬ方式では５０Ｈｚである。）を有するパルス信号で
あり、信号発生発生回路１４から発生され、信号処理回
路１１及びタイミング信号発生回路１５に供給される。
は、フィールド周波数（ＮＴＳＣ方式では６０Ｈｚ、Ｐ
ＡＬ方式では５０Ｈｚである。）を有するパルス信号で
あり、信号発生発生回路１４から発生され、信号処理回
路１１及びタイミング信号発生回路１５に供給される。
【００２６】読み出しパルスＲＰは、上述したように、
タイミング信号発生回路１５により生成され、ＣＣＤド
ライバ１６を介して全画素読み出し型ＣＣＤイメージセ
ンサ１に供給される。
タイミング信号発生回路１５により生成され、ＣＣＤド
ライバ１６を介して全画素読み出し型ＣＣＤイメージセ
ンサ１に供給される。
【００２７】シャッターコントロールパルスは、シャッ
タ制御回路１０により生成される。このシャッターコン
トロールパルスは、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセ
ンサ１に入射する光に応じて、信号電荷蓄積時間を自動
制御する。例えば、時間ｔ1及びｔ3において、シャッタ
ーコントロールパルスがシャッタ制御回路１０から出力
されると、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１の
電荷蓄積時間は短縮される。この短縮電荷蓄積時間Ｔ1
で、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１から読み
出され、水平転送部４及び５からＣＤＳ処理回路６及び
８を介して出力されるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1のＥＶＥ
Ｎフィールド成分ｓｉｇ1E及びＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2
のＯＤＤフィールド成分ｓｉｇ2Oは、図３に示すように
高輝度部が圧縮された信号となる。ここで、信号電荷の
蓄積が終了してから読み出しパルスＲＰによる読み出し
が行われるので、画像信号ｓｉｇ1E及びｓｉｇ2Oは実時
間に対して、１／６０秒分だけ遅延する。
タ制御回路１０により生成される。このシャッターコン
トロールパルスは、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセ
ンサ１に入射する光に応じて、信号電荷蓄積時間を自動
制御する。例えば、時間ｔ1及びｔ3において、シャッタ
ーコントロールパルスがシャッタ制御回路１０から出力
されると、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１の
電荷蓄積時間は短縮される。この短縮電荷蓄積時間Ｔ1
で、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１から読み
出され、水平転送部４及び５からＣＤＳ処理回路６及び
８を介して出力されるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1のＥＶＥ
Ｎフィールド成分ｓｉｇ1E及びＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2
のＯＤＤフィールド成分ｓｉｇ2Oは、図３に示すように
高輝度部が圧縮された信号となる。ここで、信号電荷の
蓄積が終了してから読み出しパルスＲＰによる読み出し
が行われるので、画像信号ｓｉｇ1E及びｓｉｇ2Oは実時
間に対して、１／６０秒分だけ遅延する。
【００２８】一方、時間ｔ2及びｔ4において、信号電荷
蓄積時間が短縮されず露光時間Ｔ2で標準露光されたＣ
ＤＳ画像信号ＳＩＧ1のＯＤＤフィールド成分ＳＩＧ1O
及びＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2のＥＶＥＮフィールド成分
ＳＩＧ2Eは、図３に示すように、制限のない標準露光の
スルー画像信号となる。このスルー画像信号ＳＩＧ1O及
びＳＩＧ2Eも実時間に対して、１／６０秒分だけ遅延す
る。
蓄積時間が短縮されず露光時間Ｔ2で標準露光されたＣ
ＤＳ画像信号ＳＩＧ1のＯＤＤフィールド成分ＳＩＧ1O
及びＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2のＥＶＥＮフィールド成分
ＳＩＧ2Eは、図３に示すように、制限のない標準露光の
スルー画像信号となる。このスルー画像信号ＳＩＧ1O及
びＳＩＧ2Eも実時間に対して、１／６０秒分だけ遅延す
る。
【００２９】ここで、ＣＤＳ処理回路８から出力される
画像信号ＳＩＧ2は、フィールドバッファメモリ９に供
給され、さらに１フールド分（１／６０秒）遅延され、
図３に示すように、画像信号ＳＩＧ2’とされる。すな
わち、高輝度部が圧縮されたＯＤＤフィールドの画像信
号ｓｉｇ2Oは、さらに遅延されてｓｉｇ2O’となり、Ｅ
ＶＥＮフィールドのスルー画像信号ＳＩＧ2Eは、ＳＩＧ
2E’となる。
画像信号ＳＩＧ2は、フィールドバッファメモリ９に供
給され、さらに１フールド分（１／６０秒）遅延され、
図３に示すように、画像信号ＳＩＧ2’とされる。すな
わち、高輝度部が圧縮されたＯＤＤフィールドの画像信
号ｓｉｇ2Oは、さらに遅延されてｓｉｇ2O’となり、Ｅ
ＶＥＮフィールドのスルー画像信号ＳＩＧ2Eは、ＳＩＧ
2E’となる。
【００３０】ＣＤＳ処理回路６から出力された画像信号
ＳＩＧ1とフィールドバッファメモリ９から出力された
画像信号ＳＩＧ2’は、合成回路７で合成され、図３に
示すように、ＯＤＤフィールドの合成画像信号ＳＩＧ30
とＥＶＥＮフィールドの合成画像信号ＳＩＧ3Eからなる
ダイナミックレンジの広げられた合成画像信号ＳＩＧ3
とされる。このダイナミックレンジの広げられた合成画
像信号ＳＩＧ3には、信号処理回路１１によるエンコー
ダ処理が施され、ダイナミックレンジの広い映像信号Ｓ
ＩＧ4が出力ドライバー１２を介して出力端子１３から
導出される。
ＳＩＧ1とフィールドバッファメモリ９から出力された
画像信号ＳＩＧ2’は、合成回路７で合成され、図３に
示すように、ＯＤＤフィールドの合成画像信号ＳＩＧ30
とＥＶＥＮフィールドの合成画像信号ＳＩＧ3Eからなる
ダイナミックレンジの広げられた合成画像信号ＳＩＧ3
とされる。このダイナミックレンジの広げられた合成画
像信号ＳＩＧ3には、信号処理回路１１によるエンコー
ダ処理が施され、ダイナミックレンジの広い映像信号Ｓ
ＩＧ4が出力ドライバー１２を介して出力端子１３から
導出される。
【００３１】次に、シャッタ制御回路１０の詳細につい
て説明する。
て説明する。
【００３２】シャッタ制御回路１０は、全画素読み出し
型ＣＣＤイメージセンサ１の信号電荷蓄積時間を電子シ
ャッタ機能を用いて制御する。実際には、シャッタ制御
回路１０は、シャッターコントロールパルスを生成し、
全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１に供給する。
このため、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１
は、信号電荷蓄積時間の異なる少なくとも二つの画像信
号ＳＩＧ1Oとｓｉｇ1E、及びＳＩＧ2Eとｓｉｇ2Oを得る
ことができる。このシャッタ制御回路１０は、図４に示
すように、入力端子２０から供給される上記画像信号Ｓ
ＩＧ2を増幅器２１で増幅し、整流回路２２で整流して
からバッファ２３を介して、演算増幅器２４の負端子に
入力させる。演算増幅器２４の正端子には、可変電圧が
供給されている。演算増幅器２４の演算出力は、演算増
幅器２５の正端子に供給される。この演算増幅器２５の
負端子２６には、図５の（Ｃ）に示すような信号が供給
されているので、図５の（Ｄ）に示すようなシャッタパ
ルスゲート信号を出力する。ＮＡＮＤゲート２７は、シ
ャッターパルスゲート信号と図５の（Ｂ）に示すシャッ
タパルスとのＮＡＮＤをとり、図５の（Ｅ）に示すシャ
ッターコントロールパルスＸ−ＳＵＢを生成し、出力端
子２９から、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１
に供給する。このようにすれば、入射光に応じて露光を
自動制御することができる。このシャッタ制御回路１０
は、標準光に対して約２００倍の入射光までの情報を同
一信号レベルに自動圧縮することになる。なお、図５の
（Ａ）には、垂直同期パルスＶＤを示しておく。また、
このシャッタ制御回路１０は、マイクロコンピュータに
よって構成されてもよい。
型ＣＣＤイメージセンサ１の信号電荷蓄積時間を電子シ
ャッタ機能を用いて制御する。実際には、シャッタ制御
回路１０は、シャッターコントロールパルスを生成し、
全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１に供給する。
このため、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１
は、信号電荷蓄積時間の異なる少なくとも二つの画像信
号ＳＩＧ1Oとｓｉｇ1E、及びＳＩＧ2Eとｓｉｇ2Oを得る
ことができる。このシャッタ制御回路１０は、図４に示
すように、入力端子２０から供給される上記画像信号Ｓ
ＩＧ2を増幅器２１で増幅し、整流回路２２で整流して
からバッファ２３を介して、演算増幅器２４の負端子に
入力させる。演算増幅器２４の正端子には、可変電圧が
供給されている。演算増幅器２４の演算出力は、演算増
幅器２５の正端子に供給される。この演算増幅器２５の
負端子２６には、図５の（Ｃ）に示すような信号が供給
されているので、図５の（Ｄ）に示すようなシャッタパ
ルスゲート信号を出力する。ＮＡＮＤゲート２７は、シ
ャッターパルスゲート信号と図５の（Ｂ）に示すシャッ
タパルスとのＮＡＮＤをとり、図５の（Ｅ）に示すシャ
ッターコントロールパルスＸ−ＳＵＢを生成し、出力端
子２９から、全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１
に供給する。このようにすれば、入射光に応じて露光を
自動制御することができる。このシャッタ制御回路１０
は、標準光に対して約２００倍の入射光までの情報を同
一信号レベルに自動圧縮することになる。なお、図５の
（Ａ）には、垂直同期パルスＶＤを示しておく。また、
このシャッタ制御回路１０は、マイクロコンピュータに
よって構成されてもよい。
【００３３】次に、合成回路７の詳細について説明す
る。
る。
【００３４】合成回路７は、上述したように、ＣＤＳ処
理回路６の出力であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1とフィー
ルドバファメモリ９のバッファ出力である画像信号ＳＩ
Ｇ2’を合成する。この合成回路７の回路構成として
は、図６に示す信号加算タイプ、図７に示す信号比較合
成タイプ、図８に示す信号区間切り替えタイプの３タイ
プと、これらの組み合わせが考えられる。
理回路６の出力であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1とフィー
ルドバファメモリ９のバッファ出力である画像信号ＳＩ
Ｇ2’を合成する。この合成回路７の回路構成として
は、図６に示す信号加算タイプ、図７に示す信号比較合
成タイプ、図８に示す信号区間切り替えタイプの３タイ
プと、これらの組み合わせが考えられる。
【００３５】先ず、図６に示す信号加算タイプについて
図９の波形図を参照しながら説明する。標準露光で得た
画像信号ＳＩＧ1は、増幅器３０を介してトランジスタ
Ｑ1及びＱ2で構成されるＮＡＭ回路に供給される。この
ＮＡＭ回路は、画像信号ＳＩＧ1にホワイトクリップ処
理を施す。ホワイトクリップ処理が施された後の画像信
号には、入射高輝度光に応じてシャッタによる圧縮をか
けられた画像信号ＳＩＧ2’が増幅器３１を介して加算
される。そして、トランジスタＱ3のコレクタから合成
画像信号ＳＩＧ3が出力される。ここで、トランジスタ
Ｑ3のベースには、バイアス電圧Ｖ0が供給され、トラン
ジスタＱ2のベースには画像信号ＳＩＧ1のホワイトクリ
ップＤＣ電圧が供給される。従来、ＣＣＤ素子の最大飽
和電荷量の都合で、標準光の４〜５倍以上の明るさの情
報は全てクリップして消えてしまっていたが、この信号
加算タイプの合成回路７によれば、２００倍光位まで情
報として残るため、ダイナミックレンジを広くとれる。
なお、ホワイトクリップポイントは、入射光情報、画が
らなどにより自由に設定できるようにすれば、最適圧縮
情報が得られる。
図９の波形図を参照しながら説明する。標準露光で得た
画像信号ＳＩＧ1は、増幅器３０を介してトランジスタ
Ｑ1及びＱ2で構成されるＮＡＭ回路に供給される。この
ＮＡＭ回路は、画像信号ＳＩＧ1にホワイトクリップ処
理を施す。ホワイトクリップ処理が施された後の画像信
号には、入射高輝度光に応じてシャッタによる圧縮をか
けられた画像信号ＳＩＧ2’が増幅器３１を介して加算
される。そして、トランジスタＱ3のコレクタから合成
画像信号ＳＩＧ3が出力される。ここで、トランジスタ
Ｑ3のベースには、バイアス電圧Ｖ0が供給され、トラン
ジスタＱ2のベースには画像信号ＳＩＧ1のホワイトクリ
ップＤＣ電圧が供給される。従来、ＣＣＤ素子の最大飽
和電荷量の都合で、標準光の４〜５倍以上の明るさの情
報は全てクリップして消えてしまっていたが、この信号
加算タイプの合成回路７によれば、２００倍光位まで情
報として残るため、ダイナミックレンジを広くとれる。
なお、ホワイトクリップポイントは、入射光情報、画が
らなどにより自由に設定できるようにすれば、最適圧縮
情報が得られる。
【００３６】次に、図７に示す信号比較合成タイプにつ
いて図１０の波形図を参照しながら説明する。逆光時の
人物像など、同一画面内に大きく異なる２つの入射光レ
ベルがある時などは、このタイプが適している。標準露
光で得た画像信号ＳＩＧ1は、増幅器３２を介して、ト
ランジスタＱ11及びＱ12で構成されるＮＡＭ回路に供給
される。このＮＡＭ回路でホワイトクリップされた画像
信号と、入射高輝度光に応じてシャッタによる圧縮をか
けられた画像信号ＳＩＧ2’は、トランジスタＱ1 3及び
Ｑ14で構成されたＮＡＭ回路で比較される。このＮＡＭ
回路は、大きい方のレベルを出力するように設計されて
いるので、合成信号ＳＩＧ1のホワイトクリップ区間で
は画像信号ＳＩＧ2’を出力する。そして、信号比較合
成タイプでは、合成画像信号ＳＩＧ3を出力する。
いて図１０の波形図を参照しながら説明する。逆光時の
人物像など、同一画面内に大きく異なる２つの入射光レ
ベルがある時などは、このタイプが適している。標準露
光で得た画像信号ＳＩＧ1は、増幅器３２を介して、ト
ランジスタＱ11及びＱ12で構成されるＮＡＭ回路に供給
される。このＮＡＭ回路でホワイトクリップされた画像
信号と、入射高輝度光に応じてシャッタによる圧縮をか
けられた画像信号ＳＩＧ2’は、トランジスタＱ1 3及び
Ｑ14で構成されたＮＡＭ回路で比較される。このＮＡＭ
回路は、大きい方のレベルを出力するように設計されて
いるので、合成信号ＳＩＧ1のホワイトクリップ区間で
は画像信号ＳＩＧ2’を出力する。そして、信号比較合
成タイプでは、合成画像信号ＳＩＧ3を出力する。
【００３７】次に、図８に示す信号区間切り替えタイプ
について図１１の波形図を参照しながら説明する。標準
光で得た画像信号ＳＩＧ1は、増幅器３４を介してコン
パレータ３６に供給される。コンパレータ３６は、切り
替えレベルのＤＣ電圧と画像信号ＳＩＧ1とから信号切
り替えパルスを生成する。この信号切り替えパルスは、
切り替え器３７の切り替え制御に用いられる。切り替え
器３７は、画像信号ＳＩＧ1と、入射高輝度光に応じて
シャッタによる圧縮をかけられた画像信号ＳＩＧ2’を
切り替えて、圧縮信号を得る。
について図１１の波形図を参照しながら説明する。標準
光で得た画像信号ＳＩＧ1は、増幅器３４を介してコン
パレータ３６に供給される。コンパレータ３６は、切り
替えレベルのＤＣ電圧と画像信号ＳＩＧ1とから信号切
り替えパルスを生成する。この信号切り替えパルスは、
切り替え器３７の切り替え制御に用いられる。切り替え
器３７は、画像信号ＳＩＧ1と、入射高輝度光に応じて
シャッタによる圧縮をかけられた画像信号ＳＩＧ2’を
切り替えて、圧縮信号を得る。
【００３８】また、合成回路７では、シャッタによる圧
縮をかけた後、ニー回路のような通常の信号レベル圧縮
回路を通して、より最適な圧縮をかける方法もある。
縮をかけた後、ニー回路のような通常の信号レベル圧縮
回路を通して、より最適な圧縮をかける方法もある。
【００３９】以上のように、第１の実施例の撮像装置
は、シャッタ制御回路１０により、少なくとも二つの画
像を得ることができる全画素読み出し型ＣＣＤイメージ
センサ１と、上記二つの画像を合成する合成回路７とを
備えているため、図１２の（Ｂ）に示すように１／６０
０秒の電子シャッタ制御により圧縮した１０倍光量の情
報を標準光に合成することができ、図１２の（Ａ）に示
すように入射光を映像信号に変換した後、出力１００％
（標準光）を大きく越えたＣＣＤ飽和レベルの映像信号
を出力１２０％まで信号処理により圧縮していた従来方
法に比べ、入射光に対する出力のレベルを大幅に圧縮し
ダイナミックレンジを広くできると共に、圧縮比を容易
に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ電荷量を高めに設定で
きＳ／Ｎの向上を図ることができる。
は、シャッタ制御回路１０により、少なくとも二つの画
像を得ることができる全画素読み出し型ＣＣＤイメージ
センサ１と、上記二つの画像を合成する合成回路７とを
備えているため、図１２の（Ｂ）に示すように１／６０
０秒の電子シャッタ制御により圧縮した１０倍光量の情
報を標準光に合成することができ、図１２の（Ａ）に示
すように入射光を映像信号に変換した後、出力１００％
（標準光）を大きく越えたＣＣＤ飽和レベルの映像信号
を出力１２０％まで信号処理により圧縮していた従来方
法に比べ、入射光に対する出力のレベルを大幅に圧縮し
ダイナミックレンジを広くできると共に、圧縮比を容易
に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ電荷量を高めに設定で
きＳ／Ｎの向上を図ることができる。
【００４０】次に、第２の実施例は、図１３に示すよう
に、被写体に対する画像情報を有する入射光を二つに分
ける分光器４１と、この分光器４１からの分光の一方か
ら標準画像信号を得るＣＣＤイメージセンサ４２と、分
光器１からの分光の他方に対してシャッタ制御回路４７
による電子シャッタ制御に応じた信号電荷蓄積時間短縮
処理を施して圧縮画像信号を出力するＣＣＤイメージセ
ンサ４３と、このＣＣＤイメージセンサ４２及び４３が
出力する二つの画像信号を合成する合成処理回路４６と
を備えてなる。
に、被写体に対する画像情報を有する入射光を二つに分
ける分光器４１と、この分光器４１からの分光の一方か
ら標準画像信号を得るＣＣＤイメージセンサ４２と、分
光器１からの分光の他方に対してシャッタ制御回路４７
による電子シャッタ制御に応じた信号電荷蓄積時間短縮
処理を施して圧縮画像信号を出力するＣＣＤイメージセ
ンサ４３と、このＣＣＤイメージセンサ４２及び４３が
出力する二つの画像信号を合成する合成処理回路４６と
を備えてなる。
【００４１】分光器４１によって分けられた一方の分光
Ｌ1は、ＣＣＤイメージセンサ４２に供給される。ＣＣ
Ｄイメージセンサ４２は、１フィールド毎に画像信号を
出力するような周知の汎用型のＣＣＤであるので詳しい
説明を省略する。ＣＣＤイメージセンサ４２で得られた
画像信号は、ＣＤＳ処理回路４４に供給され、スミア等
の誤差分が除去される。ＣＤＳ処理回路４４の出力信号
であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1は、合成回路４６に供給
される。
Ｌ1は、ＣＣＤイメージセンサ４２に供給される。ＣＣ
Ｄイメージセンサ４２は、１フィールド毎に画像信号を
出力するような周知の汎用型のＣＣＤであるので詳しい
説明を省略する。ＣＣＤイメージセンサ４２で得られた
画像信号は、ＣＤＳ処理回路４４に供給され、スミア等
の誤差分が除去される。ＣＤＳ処理回路４４の出力信号
であるＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1は、合成回路４６に供給
される。
【００４２】分光器４１によって分けられた他の分光Ｌ
2は、ＣＣＤイメージセンサ４３に供給される。ＣＣＤ
イメージセンサ４３も１フィールド毎に画像信号を出力
するような周知の汎用型のＣＣＤであるので説明を省略
する。ただし、このＣＣＤイメージセンサ４３は、後述
するシャッタ制御回路４７により、信号電荷蓄積時間が
制御される。このＣＣＤイメージセンサ４３で得られた
画像信号は、ＣＤＳ処理回路４５に供給され、ノイズ成
分が除去される。ＣＤＳ処理回路４５の出力信号である
画像信号ＳＩＧ2は、合成回路４６に供給されると共
に、シャッタ制御回路４７にも供給される。
2は、ＣＣＤイメージセンサ４３に供給される。ＣＣＤ
イメージセンサ４３も１フィールド毎に画像信号を出力
するような周知の汎用型のＣＣＤであるので説明を省略
する。ただし、このＣＣＤイメージセンサ４３は、後述
するシャッタ制御回路４７により、信号電荷蓄積時間が
制御される。このＣＣＤイメージセンサ４３で得られた
画像信号は、ＣＤＳ処理回路４５に供給され、ノイズ成
分が除去される。ＣＤＳ処理回路４５の出力信号である
画像信号ＳＩＧ2は、合成回路４６に供給されると共
に、シャッタ制御回路４７にも供給される。
【００４３】合成回路４６は、ＣＤＳ処理回路４４から
のＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1と、ＣＤＳ処理回路４５から
のＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2を合成し、信号処理回路４８
に合成画像信号ＳＩＧ3を供給する。
のＣＤＳ画像信号ＳＩＧ1と、ＣＤＳ処理回路４５から
のＣＤＳ画像信号ＳＩＧ2を合成し、信号処理回路４８
に合成画像信号ＳＩＧ3を供給する。
【００４４】信号処理回路４８は、信号発生回路５１か
らの垂直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤに応じて
合成回路４６の合成信号ＳＩＧ3にエンコーダ処理を施
し、映像信号ＳＩＧ4を取り出す。信号処理回路４８の
処理出力である映像信号ＳＩＧ4は、出力ドライバー４
９を介して出力端子５０から導出される。
らの垂直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤに応じて
合成回路４６の合成信号ＳＩＧ3にエンコーダ処理を施
し、映像信号ＳＩＧ4を取り出す。信号処理回路４８の
処理出力である映像信号ＳＩＧ4は、出力ドライバー４
９を介して出力端子５０から導出される。
【００４５】信号発生回路５１の垂直同期パルスＶＤと
水平同期パルスＨＤは、タイミング信号発生回路５２に
も供給される。タイミング信号発生回路５２は、上記垂
直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤからＣＣＤイメ
ージセンサ４２及び４３の読み出しパルスＲＰを生成
し、ＣＣＤドライバ５３及び５４を介して該ＣＣＤイメ
ージセンサ４２及び４３に供給する。
水平同期パルスＨＤは、タイミング信号発生回路５２に
も供給される。タイミング信号発生回路５２は、上記垂
直同期パルスＶＤと水平同期パルスＨＤからＣＣＤイメ
ージセンサ４２及び４３の読み出しパルスＲＰを生成
し、ＣＣＤドライバ５３及び５４を介して該ＣＣＤイメ
ージセンサ４２及び４３に供給する。
【００４６】ここで、シャッタ制御回路４７は、ＣＣＤ
イメージセンサ４３の信号電荷蓄積時間を電子シャッタ
機能を用いて制御する。実際には、シャッタ制御回路４
７は、シャッターコントロールパルスを生成し、ＣＣＤ
イメージセンサ４３に供給する。このため、ＣＣＤイメ
ージセンサ４３は、信号電荷蓄積時間が短縮された圧縮
画像信号ＳＩＧ2を得ることができる。このシャッタ制
御回路４７は、基本的に上記図４に示した構成と同様で
あるので、説明を省略する。また、合成回路４６の構成
も上述した合成回路７と同様であるので、説明を省略す
る。
イメージセンサ４３の信号電荷蓄積時間を電子シャッタ
機能を用いて制御する。実際には、シャッタ制御回路４
７は、シャッターコントロールパルスを生成し、ＣＣＤ
イメージセンサ４３に供給する。このため、ＣＣＤイメ
ージセンサ４３は、信号電荷蓄積時間が短縮された圧縮
画像信号ＳＩＧ2を得ることができる。このシャッタ制
御回路４７は、基本的に上記図４に示した構成と同様で
あるので、説明を省略する。また、合成回路４６の構成
も上述した合成回路７と同様であるので、説明を省略す
る。
【００４７】以上が、第２の実施例の構成である。次
に、この第２の実施例の動作について図１４を参照しな
がら説明する。
に、この第２の実施例の動作について図１４を参照しな
がら説明する。
【００４８】図１４において、垂直同期パルス信号ＶＤ
は、フィールド周波数（ＮＴＳＣ方式では６０Ｈｚ、Ｐ
ＡＬ方式では５０Ｈｚである。）を有するパルス信号で
ある。 読み出しパルスＲＰは、上述したように、タイ
ミング信号発生回路５２により生成され、ＣＣＤドライ
バ５３及び５４を介してＣＣＤイメージセンサ４２及び
４３に供給される。
は、フィールド周波数（ＮＴＳＣ方式では６０Ｈｚ、Ｐ
ＡＬ方式では５０Ｈｚである。）を有するパルス信号で
ある。 読み出しパルスＲＰは、上述したように、タイ
ミング信号発生回路５２により生成され、ＣＣＤドライ
バ５３及び５４を介してＣＣＤイメージセンサ４２及び
４３に供給される。
【００４９】ＣＤＳ処理回路４４からの画像信号ＳＩＧ
1は、露光時間がＴ2のように制限のない標準露光のＯＤ
Ｄフィールドのいわゆるスルー画像信号ＳＩＧ1O及び制
限のない標準露光のＥＶＥＮフィールドのいわゆるスル
ー画像信号ＳＩＧ1Eとなる。このスルー画像信号ＳＩＧ
1O及びＳＩＧ1Eは、実時間に対して、１／６０秒分だけ
遅延する。
1は、露光時間がＴ2のように制限のない標準露光のＯＤ
Ｄフィールドのいわゆるスルー画像信号ＳＩＧ1O及び制
限のない標準露光のＥＶＥＮフィールドのいわゆるスル
ー画像信号ＳＩＧ1Eとなる。このスルー画像信号ＳＩＧ
1O及びＳＩＧ1Eは、実時間に対して、１／６０秒分だけ
遅延する。
【００５０】シャッターコントロールパルスは、シャッ
タ制御回路４７により生成される。このシャッターコン
トロールパルスは、ＣＣＤイメージセンサ４３に入射す
る光に応じて、信号電荷蓄積時間を自動制御する。シャ
ッタ制御回路４７からシャッターコントロールパルスが
出力されると、露光時間はＴ1となる。この露光時間Ｔ1
で、ＣＣＤイメージセンサ４３から読み出され、ＣＤＳ
処理回路４５を介して出力される画像信号ＳＩＧ2は、
図１４に示すように高輝度部が圧縮されたＯＤＤフィー
ルドの撮像信号ｓｉｇ2O及び高輝度部が圧縮されたＥＶ
ＥＮフィールドの画像信号ｓｉｇ2Eとなる。ここで、画
像信号ｓｉｇ2E及びｓｉｇ2Oも、実時間に対して、１／
６０秒分だけ遅延する。
タ制御回路４７により生成される。このシャッターコン
トロールパルスは、ＣＣＤイメージセンサ４３に入射す
る光に応じて、信号電荷蓄積時間を自動制御する。シャ
ッタ制御回路４７からシャッターコントロールパルスが
出力されると、露光時間はＴ1となる。この露光時間Ｔ1
で、ＣＣＤイメージセンサ４３から読み出され、ＣＤＳ
処理回路４５を介して出力される画像信号ＳＩＧ2は、
図１４に示すように高輝度部が圧縮されたＯＤＤフィー
ルドの撮像信号ｓｉｇ2O及び高輝度部が圧縮されたＥＶ
ＥＮフィールドの画像信号ｓｉｇ2Eとなる。ここで、画
像信号ｓｉｇ2E及びｓｉｇ2Oも、実時間に対して、１／
６０秒分だけ遅延する。
【００５１】ＣＤＳ処理回路４４から出力された画像信
号ＳＩＧ1と、ＣＤＳ処理回路４５から出力された画像
信号ＳＩＧ2は、合成回路４６で合成され、図１４に示
すように、ＯＤＤフィールドの合成画像信号ＳＩＧ30と
ＥＶＥＮフィールドの合成画像信号ＳＩＧ3Eからなるダ
イナミックレンジの広げられた合成画像信号ＳＩＧ3と
される。このダイナミックレンジの広げられた合成画像
信号ＳＩＧ3には、信号処理回路４８によるエンコーダ
処理が施され、ダイナミックレンジの広い映像信号ＳＩ
Ｇ4が出力ドライバー１２を介して出力端子１３から導
出される。
号ＳＩＧ1と、ＣＤＳ処理回路４５から出力された画像
信号ＳＩＧ2は、合成回路４６で合成され、図１４に示
すように、ＯＤＤフィールドの合成画像信号ＳＩＧ30と
ＥＶＥＮフィールドの合成画像信号ＳＩＧ3Eからなるダ
イナミックレンジの広げられた合成画像信号ＳＩＧ3と
される。このダイナミックレンジの広げられた合成画像
信号ＳＩＧ3には、信号処理回路４８によるエンコーダ
処理が施され、ダイナミックレンジの広い映像信号ＳＩ
Ｇ4が出力ドライバー１２を介して出力端子１３から導
出される。
【００５２】以上のように、第２の実施例の撮像装置
は、シャッタ制御回路４７により、ＣＣＤ４３の信号電
荷蓄積時間が短縮された圧縮画像信号と、標準露光の画
像信号とを合成することによって、入射光に対する出力
の大幅な圧縮を実現しダイナミックレンジを広くできる
と共に、圧縮比を容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ
電荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を可能とする。
は、シャッタ制御回路４７により、ＣＣＤ４３の信号電
荷蓄積時間が短縮された圧縮画像信号と、標準露光の画
像信号とを合成することによって、入射光に対する出力
の大幅な圧縮を実現しダイナミックレンジを広くできる
と共に、圧縮比を容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ
電荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を可能とする。
【００５３】なお、本発明に係る撮像装置の実施例は、
上記第１及び第２の実施例にのみ限定されるものではな
く、図１５に示すような変形例としてもよい。
上記第１及び第２の実施例にのみ限定されるものではな
く、図１５に示すような変形例としてもよい。
【００５４】この変形例は、第１実施例で用いた全画素
読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１又は第２実施例で用
いた汎用型ＣＣＤイメージセンサ４２、４３からの画像
信号に二つのＣＤＳ処理回路５１、５２でノイズ除去処
理を施したのち、該画像信号にフィールドバッファメモ
リ５３を用いて出力制限処理を施し、あたかも異なった
電荷蓄積時間でＣＣＤイメージセンサから読み出された
ような二つの画像出力信号を得て、該二つの画像信号に
ディジタル信号処理（以下、ＤＳＰという。）回路５５
で合成処理を施しダイナミックレンジの広い合成画像信
号を出力している。フィールドバッファメモリ５３は、
二つの領域５３ａ、５３ｂからなり、メモリコントロー
ラ５４によって画像信号の書き込み／読み出し領域が制
御される。
読み出し型ＣＣＤイメージセンサ１又は第２実施例で用
いた汎用型ＣＣＤイメージセンサ４２、４３からの画像
信号に二つのＣＤＳ処理回路５１、５２でノイズ除去処
理を施したのち、該画像信号にフィールドバッファメモ
リ５３を用いて出力制限処理を施し、あたかも異なった
電荷蓄積時間でＣＣＤイメージセンサから読み出された
ような二つの画像出力信号を得て、該二つの画像信号に
ディジタル信号処理（以下、ＤＳＰという。）回路５５
で合成処理を施しダイナミックレンジの広い合成画像信
号を出力している。フィールドバッファメモリ５３は、
二つの領域５３ａ、５３ｂからなり、メモリコントロー
ラ５４によって画像信号の書き込み／読み出し領域が制
御される。
【００５５】ＤＳＰ回路５５から出力された合成画像信
号は、ディジタル／アナログ変換器５６でアナログ画像
信号とされ、出力ドライバ５７を介して、出力端子５８
から導出される。また、ＤＳＰ回路５５から出力された
合成画像信号は、ディジタル画像信号のまま、出力ドラ
イバ５９を介して、出力端子６０から導出される。
号は、ディジタル／アナログ変換器５６でアナログ画像
信号とされ、出力ドライバ５７を介して、出力端子５８
から導出される。また、ＤＳＰ回路５５から出力された
合成画像信号は、ディジタル画像信号のまま、出力ドラ
イバ５９を介して、出力端子６０から導出される。
【００５６】
【発明の効果】本発明に係る撮像装置は、電子シャッタ
制御に応じて、信号電荷蓄積時間の異なる二つの画像信
号を垂直転送部と二つの水平転送部を介して読み出し、
フィールド毎に全画素分の上記画像信号を出力し、合成
するので、入射光に対する出力の大幅なレベル圧縮を実
現しダイナミックレンジを広くできると共に、圧縮比を
容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ電荷量を高めに設
定できＳ／Ｎの向上を実現できる。
制御に応じて、信号電荷蓄積時間の異なる二つの画像信
号を垂直転送部と二つの水平転送部を介して読み出し、
フィールド毎に全画素分の上記画像信号を出力し、合成
するので、入射光に対する出力の大幅なレベル圧縮を実
現しダイナミックレンジを広くできると共に、圧縮比を
容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ電荷量を高めに設
定できＳ／Ｎの向上を実現できる。
【００５７】また、本発明に係る撮像装置は、入射光を
二つに分けて得た分光から標準露光の画像信号と、電子
シャッタ制御に応じた圧縮画像信号とを得て、これらの
二つの画像信号とを合成するので、入射光に対する出力
の大幅な圧縮を実現しダイナミックレンジを広くできる
と共に、圧縮比を容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ
電荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を実現する。
二つに分けて得た分光から標準露光の画像信号と、電子
シャッタ制御に応じた圧縮画像信号とを得て、これらの
二つの画像信号とを合成するので、入射光に対する出力
の大幅な圧縮を実現しダイナミックレンジを広くできる
と共に、圧縮比を容易に制御でき、かつ標準時のＣＣＤ
電荷量を高めに設定できＳ／Ｎの向上を実現する。
【図１】本発明に係る撮像装置の第１の実施例の概略構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】上記第１の実施例の全画素読み出し型ＣＣＤイ
メージセンサの構造図である。
メージセンサの構造図である。
【図３】上記第１の実施例の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図４】上記第１の実施例のシャッタ制御回路の詳細な
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図５】図４に示したシャッタ制御回路の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
るためのタイミングチャートである。
【図６】上記第１の実施例の合成回路の信号加算タイプ
の回路図である。
の回路図である。
【図７】上記第１の実施例の合成回路の信号比較合成タ
イプの回路図である。
イプの回路図である。
【図８】上記第１の実施例の合成回路の信号区間切り替
えタイプの回路図である。
えタイプの回路図である。
【図９】図６に示した信号加算タイプの合成回路の動作
を説明するための波形図である。
を説明するための波形図である。
【図１０】図７に示した信号比較合成タイプの合成回路
の動作を説明するための波形図である。
の動作を説明するための波形図である。
【図１１】図８に示した信号区間切り替えタイプの合成
回路の動作を説明するための波形図である。
回路の動作を説明するための波形図である。
【図１２】上記第１の実施例の効果を説明するための特
性図である。
性図である。
【図１３】本発明に係る撮像装置の第２の実施例の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図１４】上記第２の実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
【図１５】本発明に係る撮像装置の実施例の変形例の概
略構成を示すブロック図である。
略構成を示すブロック図である。
【図１６】ニー処理による出力レベル圧縮処理を説明す
るための特性図である。
るための特性図である。
１ 全画素読み出し型ＣＣＤイメージセンサ ７ 合成回路 ４２、４３ ＣＣＤイメージセンサ ４６ 合成回路
Claims (4)
- 【請求項１】 信号電荷蓄積時間を異ならせて得た二つ
の画像信号を垂直転送部と二つの水平転送部を介して読
み出し、フィールド毎に全画素分の上記画像信号を出力
する固体撮像手段と、 上記固体撮像手段の上記信号電荷蓄積時間を異ならせる
シャッタ制御手段と、 上記シャッタ制御手段によって上記信号電荷蓄積時間を
異ならせて得た二つの画像信号を合成する合成手段とを
備えることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 上記合成手段は、上記二つの画像信号の
内、シャッタ制御手段のシャッタ制御がオフされて得ら
れた一の画像信号に、シャッタ制御手段で信号電荷蓄積
時間が短縮されて得られた他の画像信号を加算すること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。 - 【請求項３】 上記合成手段は、上記二つの画像信号の
内、シャッタ制御手段のシャッタ制御がオフされて得ら
れた一の画像信号と、シャッタ制御で信号電荷蓄積時間
が短縮されて得られた他の画像信号とを切り替えること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。 - 【請求項４】 入射光を二つに分ける分光手段と、 上記分光手段からの分光の一方から標準画像信号を得る
第１の固体撮像手段と、 上記分光手段からの分光の他方に対して電子シャッタ制
御に応じた信号電荷蓄積時間短縮処理を施し、圧縮画像
信号を得る第２の固体撮像手段と上記第１の固体撮像手
段の標準画像信号と上記第２の固体撮像手段の圧縮画像
信号とを合成する合成手段とを備えることを特徴とする
撮像装置。
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